“雙碳”目標、碳稅政策與中國制造業產業鏈韌性

李萌，何宇，潘家華

（1.中國社會科學院生態文明研究所，北京 100028；2.三峽大學經濟與管理學院，湖北 宜昌 443002）

中國向國際社會做出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”（以下簡稱“雙碳”目標）的鄭重承諾，不僅體現了中國作為發展中經濟體的責任和擔當，也對未來中國低碳轉型確保高質量發展明確了政策方向?？梢灶A計，在未來中長期范圍內“雙碳”目標將是中國經濟社會發展過程中具有目標剛性的政策取向。中國是全球制造業大國，制造業產業鏈的發展對能源具有強依賴性。這意味著，考慮碳稅政策作為實現“雙碳”目標的政策工具時，碳稅政策的實施不僅直接會對高耗能、高排放的污染性企業的生產決策產生影響，同時也會通過產業鏈和價值鏈的上下游聯動對關聯企業的生產決策產生影響，進而擾動整個產業鏈的分工體系。在此背景下，研究“雙碳”目標下碳稅政策對中國制造業產業鏈的作用傳導機制，探索如何發揮政府引導作用統籌推進碳減排和產業鏈發展韌性，具有重要理論和現實意義。

1 文獻綜述

2019年《全球價值鏈發展報告》數據顯示，超過2/3的全球貿易是通過產業鏈和價值鏈分工進行的，產業鏈和價值鏈分工已成為現代制造業的重要組織方式。Porter［1］將企業的生產行為按照生產工序分為多個獨立環節，指出產業分工和鏈化環節是企業進行成本優化、形成競爭優勢的關鍵突破口。Kogut［2］豐富了Porter企業產業鏈的內涵［1］，認為企業逐利的競爭優勢在于如何根據自身技術、資金、原材料和勞動成本的要素特征，對生產的各個環節進行價值鏈空間分配。Feenstra［3］基于國際貿易理論進一步豐富了全球價值鏈的內涵，把價值鏈分析框架從企業價值鏈理論提升到國家參與的全球價值鏈理論。何宇等［4］認為在產業鏈和價值鏈分工過程中，由于中間產品的頻繁跨國流動，導致貿易成本不斷往價值鏈下游累積，容易造成價值鏈上下游階段的貿易成本彈性差異。全球價值鏈分工過程中，中間產品貿易的跨國流動也引起了學界對于總額貿易和增加值貿易的關注［5-6］。

“雙碳”目標下，基于產業鏈和價值鏈的垂直化分工使得減碳和降碳問題變得更加復雜。科斯定理指出，在產權定義明晰且交易成本足夠低時，外部性不會引起資源的錯配。然而，在現實的政策實踐中，環境政策的效果卻難以符合預期：①環境規制政策會產生污染的空間轉移，導致污染避難所效應。Fredriksson等［7］使用美國州際數據研究發現，區域之間的環境規制存在策略互動性，導致不同區域之間環境規制強度存在不對稱性。區域環境規制政策的不對稱性則會促使企業進行選址決策，即從環境規制強度較強的地區搬遷到環境規制強度較弱的地區，以此來降低企業的生產成本［8］。Aichele等［9］研究表明京都議定書使得發展中國家和發達國家之間發生“碳泄漏”，導致發展中國家對發達國家表現為貿易隱含碳順差。②環境規制政策會導致行業層面政策沖擊轉移，通過產業關聯放大政策沖擊對經濟的影響。謝會強等［10］、呂延方等［11］基于增加值分解方法，探索了區域—行業層面的貿易隱含碳測度問題。王育寶等［12］基于增加值分解的貿易隱含碳測度方法，利用中國投入產出數據研究了不同責任視角下的碳排放環境規制政策對產業鏈分工的影響，研究發現完善的碳排放核算方案是推進碳減排政策的關鍵。

上述文獻為進一步研究奠定了較好的基礎，但縱觀已有研究，凸顯兩個方面的現實不足：①現有文獻對于“雙碳”目標下碳稅政策與產業鏈分工的微觀作用機制缺乏關注。雖然學界的普遍共識認為，從增加值視角研究企業生產碳排放更能體現產業鏈分工情景下企業的真實碳排放，然而現有研究鮮有從企業（地區）參與產業鏈和價值鏈分工的微觀機理角度出發，探索“雙碳”目標背景下碳稅政策如何實施和政策的理論依據。②現有文獻缺少從產業鏈韌性視角探索“雙碳”目標背景下碳稅政策最優化路徑問題?！半p碳”目標背景下，旨在實現降碳的產業政策必然會對現有產業鏈造成沖擊，如何從政策上進行優化設計，統籌推進“雙碳”目標和中國制造業產業鏈韌性提升，是管理界、決策界的當務之急，但現有相關研究的缺乏，難以為碳稅政策的制度選擇提供科學的理論支撐。

鑒于此，文章擬聚焦的研究內容與主要貢獻在于：①從理論層面，基于多階段產業鏈（價值鏈）分工模型，通過模型的一般均衡求解、參數校準和反事實模擬分析，探索碳稅政策影響中國制造業產業鏈韌性的微觀作用機制；②從政策層面，基于“雙碳”目標背景，從提升中國制造業產業鏈韌性視角，探索最優碳稅政策的設計問題，為統籌推進“雙碳”目標和提升中國制造業產業鏈韌性提供理論支撐和決策建議。

2 產業鏈分工基準模型

文章模型主要參照Antràs等［13］和何宇等［14］的多階段產業鏈（價值鏈）生產模型。Antràs等［13］和何宇等［14］的模型描述了一個開放經濟下多國-多階段參與國際產業鏈競爭的模型，文章與以上研究不同，考察“雙碳”目標背景下中國制造業產業鏈的韌性問題，因此在國家層面上表現為封閉經濟的特征，而在國內省級層面表現為開放經濟特征。基于此，假定封閉經濟中有N個地區，每個地區有一個代表性企業，使用下標i、n、m、k∈{1，2，…，N}表示。在多階段產業鏈分工過程中，最終產品ω∈[0，1]的生產經由多階段中間產品行業j∈｛1，2，…，J｝生產完成，生產階段的數值從1到J依次表示產業鏈分工的上游和下游階段。

2.1 關于消費者偏好的假定

假定區域i的消費者擁有Li單位勞動，并且消費者可以無彈性地向本區域企業提供勞動以生產中間產品或最終產品。單位勞動的工資報酬為wi。消費者對于連續最終產品ω的偏好由如下CES效用函數給出：

其中：(ω)表示最終產品的消費量，σ表示最終產品ω的替代彈性。

2.2 關于生產和技術假定

令zji(ω)表示區域i的企業參與產業鏈j的生產的技術水平，V ij(ω)表示區域i的企業的增加值，Mij-1(ω)屬于前一產業鏈分工階段的增加值，則區域i的企業參與到生產階段j的生產函數由柯布道格拉斯生產函數給定：

其中：f ji(ω)表示產出水平，zji(ω)為生產的技術水平，且服從Fréchet極值分布。V ji(ω)表示生產過程中的歸屬于本生產階段的增加值部分，Mj-1i(ω)表示當前第j生產階段使用的來自第j-1生產階段的中間產品，從投入產出視角來分析，該部分不屬于當前生產階段的增加值。γj是企業生產過程中來自本地區生產要素的增加值份額，1-γj是企業生產過程中來自上一生產階段的中間產品的累積增加值份額。

使用柯布道格拉斯形式的生產函數的原因在于，可以比較方便地區分歸屬于本生產階段的增加值部分和重復計算的增加值部分。并且柯布道格拉斯生產函數的良好性質可以方便進一步研究產業鏈分工路徑上不同生產階段的貿易成本彈性的差異，以及貿易增加值γj如何影響一個地區企業的產業鏈嵌入特征。

對于歸屬于本生產階段的增加值部分V ji(ω)，作如下設定：

將公式（3）代入公式（2）就得到某一特定生產階段完整的生產函數。在該生產函數中，參數γj是與生產階段相關的參數，γj衡量本區域內增加值份額，其值越高則生產過程中歸屬于本地區的增加值比例越大。αi是生產要素份額相關參數，表示本地區內增加值部分中勞動要素的產出份額或勞動產出彈性，1-αi表示本區域內增加值部分中復合中間品的產出份額。復合中間品投入xji(ω)來自于最終復合產品，最終復合產品Qi除可以用于復合中間品投入xji以外，還可以作為最終消費以供消費者消費。因此，最終復合產品Qi可以由公式（4）表示：

根據Eaton等［15］假設企業的技術水平服從極值分布，其分布函數為Fi(z)=e-Aiz-θ。其中，Ai＞0是與地區i的技術水平相關的參數，θ＞1表示不同產品生產之間的技術水平差異參數，θ值越大則表示不同產品之間的技術差異越小。

假定市場完全競爭，通過求解一般均衡市場條件下地區i的企業的成本最小化問題，得到不包含上一階段中間產品的要素利用成本為：

2.3 產業鏈分工

根據洪俊杰等［16］的研究，國際產業鏈（價值鏈）分工表現出顯著的網絡關聯，Baldwin等［17］研究表明在產業鏈分工網絡中同時存在蛇型產業鏈分工路徑和蛛型產業鏈分工路徑，表明產業鏈分工存在復雜的網絡分工關系（圖1）。Antràs等［13］和Lee等［18］則通過定義蛇型產業鏈分工路徑來刻畫復雜的網絡分工關系。

圖1 產業鏈分工網絡

文章參考Antràs等［13］定義如下產業鏈分工路徑集合：

其中：lk集合表示特定產業鏈k的分工路徑，其集合元素為J個地區。因此lk(1)表示在特定產業鏈k的分工路徑中，地區lk(1)嵌入第一階段的生產分工。公式（6）表明，在產業鏈分工體系中，一個地區嵌入產業鏈分工的方式為產業鏈分工階段的函數。求解此函數的具體數學解析特征將有助于本文對產業鏈分工網絡進行深入量化研究。

假定地區n的企業從地區i的企業采購中間產品，且貨物的運輸過程存在貿易成本：要使得1單位的貨物到達地區n的企業，地區i的企業需要運送τin≥1單位的貨物，以彌補貿易成本帶來的損失部分τin-1。τin也被稱為冰山貿易成本（Iceberg Trade Costs）。

根據一般均衡結果可以得到地區i的企業的在產業鏈第j階段生產的中間產品的定價由下式給出：

為了使公式表示簡潔和便于表述，定義：

其中：Ψn是對地區n的企業參與產業鏈分工過程中的貿易綜合競爭優勢的測度。因此，地區i的企業在第j階段向第j+1階段企業提供中間產品的概率可以表示為：

公式（8）—（10）表明：①影響地區i的企業在產業鏈第j階段的嵌入概率的主要因素包括生產的技術水平、要素利用成本和冰山貿易成本。技術水平對于一個地區嵌入產業鏈特定階段具有正向促進作用，要素利用成本和冰山貿易成本對于一個地區嵌入產業鏈特定階段具有負向作用。②地區i的企業在產業鏈第j階段的嵌入概率不僅取決于地區i的企業自身的絕對貿易綜合競爭優勢，還取決于地區i的企業相對行業平均水平的貿易綜合競爭優勢。

使用Γ表示伽馬函數，根據Eaton等［15］，可以得到在產業鏈的第j階段，企業購買中間產品的價格指數為：

3 碳稅政策與中國制造業產業鏈韌性

3.1 “雙碳”目標與產業鏈競爭

根據產業鏈分工基準模型，求解得到一般均衡條件下地區i的企業參與產業鏈分工過程中的貿易綜合競爭優勢的測度和地區i的企業嵌入產業鏈第j階段的概率。根據公式（8）、公式（9）和公式（10），技術水平、要素利用成本和冰山貿易成本是影響地區i的企業參與產業鏈分工和競爭的主要因素。陳詩一［19］、韓超等［20］、史丹等［21］、倉定邦等［22］等研究表明，環境規制政策和能源政策通過改變企業的能源投入約束、污染產出約束、能源使用結構等作用機制實現全社會的節能減排目標，因而環境政策和能源政策約束在企業實際參與產業鏈與價值鏈分工過程中轉化為企業的成本性約束［23-24］。鑒于此，接下來將從“雙碳”目標下碳稅政策對地區i的企業參與產業鏈競爭的成本性約束展開。

公式（8）表明地區i的企業嵌入產業鏈第j階段的概率不僅取決于其自身在參與產業鏈分工過程中的貿易綜合競爭優勢，還取決于產業鏈網絡中其他地區的企業的貿易綜合競爭優勢，并且產業鏈網絡中各個地區的企業的貿易綜合競爭優勢還存在相互嵌套和迭代關系。這導致：①不能直接通過求解嵌入概率對要素利用成本的偏導數?Pr(l(j)=i)?ci來研究企業要素利用成本ci的變動對其在產業鏈第j階段的嵌入概率Pr(l(j)=i)的邊際影響；②不能在j＞2范圍內得到關于公式（8）—（10）的顯式解析解，并且由于在產業鏈網絡分工體系下，模型整體計算量與NJ成正比，這導致將現實數據映射到模型中時，龐大的計算量也無法得到數值解。

對此文章參考Caliendo等［25］的Exact Hat Algebra方法來研究一般均衡條件下碳稅政策引致的主要變量的相對變化。由于求解一般均衡的顯式解析式和準確數值解并非研究的最終目的，因此在Exact Hat Algebra方法下，選擇興趣變量x的相對變化x?=x′x如何引起一般均衡的相對變化。Exact Hat Algebra方法的優點有以下三點：①可以精確將模型與基期年份的數據進行匹配，并且該過程不需要額外對一些難以識別的參數進行估計；②可以方便地利用基期的一般均衡結果展開系列反事實分析；③極大降低了計算量，不需要對εji[s]=形成預期，一般均衡結果僅對現有產業鏈關聯進行調整。使用Exact Hat Algebra方法可以得到以下方程組：

公式（12）—（15）構成了碳稅政策沖擊條件下一般均衡變動的動態方程組。與Caliendo等［25］和郭美新等［26］不同的是，公式（12）—（15）構成的方程組只研究了產業鏈嵌入概率的變化，只能在集約邊際范圍研究“雙碳”目標背景下碳稅政策對地區產業鏈嵌入變化的影響。對于廣延邊際范圍下產業鏈網絡下的投入產出關系的相關研究，將會在碳稅政策的反事實研究部分展開具體研究。

3.2 產業鏈網絡與產業鏈韌性測度

在基于產業鏈的專業化和多元化分工中，產業鏈網絡在組織形式上具有多維復雜性，這也決定了研究“雙碳”目標背景下中國產業鏈韌性測度也存在一定挑戰性。雖然基于公式（8）、公式（9）和公式（10）可以得到產業鏈中具體地區i的企業在第j階段的嵌入概率，然而從整體產業鏈分工網絡來看，公式（8）、公式（9）和公式（10）所描述的嵌入概率僅為局部嵌入概率，無法對整體產業鏈網絡中地區i的企業在第j階段同時存在多重指涉關系和多重被指涉關系時的情形進行數學表示。

基于此，定義如下產業鏈網絡多重指涉關系：在有向（Directed）產業鏈網絡的第j階段分工過程中，如果lk0(j)的中間產品流向同時指向lK(j+1)，K∈{k1，k2，…，kn}，則稱lk0(j)在產業鏈網絡的第j階段分工過程中存在多重指涉關系。用數學表示為：

其中：定義?為有向多重指涉關系符，表示有向產業鏈網絡中單個節點（Node）指向多個節點集合的指涉關系。根據公式（16），可以得到有向產業鏈網絡的分工條件下的多重指涉關系概率：

同樣地，定義如下產業鏈網絡多重被指涉關系：在有向產業鏈網絡的分工的第j階段分工過程中，如果lK(j+1)，K={k1，k2，…，kn}的中間產品流向同時指向lk0(j)，則稱lk0(j)在產業鏈網絡的第j階段分工過程中存在多重被指涉關系。用數學表示為：

在公式（18）中，定義?為有向多重被指涉關系符，表示有向產業鏈網絡中單個節點（Node）被多個節點集合所指向的指涉關系。根據公式（18），可以得到有向產業鏈網絡的分工條件下的多重被指涉關系概率：

考慮在現實產業鏈網絡中，當地區i的企業在第j階段同時存在多重指涉關系和多重被指涉關系時，根據公式（16）和公式（18）得到：

此時根據公式（20）很難通過比較簡潔的形式展示有向產業鏈網絡的分工條件下的多重指涉和多重被指涉關系情形下的概率表達式。在產業鏈網絡中，由于多重指涉和多重被指涉關系存在，導致全局產業鏈概率關系的數量與產業鏈分工階段數J的次冪成正比。因此，公式（10）中的Pr(l(j)=i)實際上是對局部產業鏈網絡的描述，而非對全局產業鏈網絡的描述。鑒于此，接下來文章參照Page等［27］的頁面排序（Page Rank，以下簡稱PR）算法來核算社會網絡關系中多重指涉和多重被指涉關系情形下各個節點的全局產業鏈嵌入概率。

PR算法起源于對復雜相互指涉的互聯網網頁關系進行排序，基于互聯網網絡的結構關系和網頁信息內容質量計算得到網絡全局范圍內的網頁搜索概率，搜索引擎根據網頁搜索概率對搜索結果頁面進行排序并呈現排序后的搜索結果。由于PR算法與局部網絡關系Pr(l(j)=i)和全局網絡結構相關，通過社會網絡的多次迭代最終結果會收斂于穩態，因此是描述產業鏈網絡中各個節點參與情形的理想測算方案。通過PR算法可以方便計算“雙碳”目標背景下碳稅政策對局部產業鏈參與概率和全局產業鏈結構的綜合影響，并進一步研究碳稅政策影響下中國制造業產業鏈韌性的核算。

假設在有向產業鏈網絡中，考慮地區i，i∈{1，2，…，N}的企業參與產業鏈分工的情形。定義ODi為地區i的企業的出度（Out Degree），PRi表示地區i的企業的PR值，其計算公式為：

在公式（21）中，為了防止孤立節點導致出度為0的情況發生，參照Page等［27］設定阻尼系數q，使計算能夠在孤立節點處繼續進行。對于初始PR值PR(l(j=i)|t=0)時，選 擇{Pr(l(j)=i)|i∈{1 ，2，…，N}，j∈{1 ，2，…，J}}來表示。當地區i的企業PR值較高時，表明其在產業鏈中被指向性和在產業鏈分工網絡中的中心度越高，反之則表示其在產業鏈中被指向性和在產業鏈分工網絡中的中心度越低。

3.3 碳稅政策的反事實分析

在國際氣候問題日益嚴峻的背景下，國際社會對于如何進行碳減排的問題，主要形成了兩個政策方案，即碳稅政策和碳交易（碳排放權交易市場）。從理論上而言，在完全競爭性市場中，碳稅政策和碳交易政策的政策效果是等價的［28］。此外，相對于碳交易，碳稅政策在模型的數學處理上更加簡潔和直觀?；谝陨峡紤]，接下來本文考慮以碳稅政策作為碳減排的政策工具，通過反事實分析考察碳稅政策如何影響中國制造業產業鏈韌性。

基于前文關于碳稅政策影響產業鏈韌性的作用機制和產業鏈韌性測度的方法的研究，接下來建立碳稅政策反事實分析框架，并從以下兩類情形展開分析：①情形一，以總值碳排放為計稅依據的碳稅政策，其治理對象本質是企業的直接碳排放量，體現了產業鏈中的橫向治理；②情形二，以增加值碳排放為計稅依據的碳稅政策，其治理對象本質是企業參與產業鏈分工的間接碳排放量，體現了產業鏈中的縱向治理。

首先考慮情形一。在情形一中，假定碳稅政策對企業的直接碳排放量進行征稅，且碳稅會提高企業的生產成本，進而影響一般均衡條件下企業的最優化決策［29-31］?；诖?，設定其征稅稅率為Δt。根據公式（13）和公式（14），碳稅會通過改變企業生產過程中的單位要素利用成本，進而改變企業在產業鏈中的嵌入概率。

在情形一中，碳稅政策實行“誰污染，誰治理”的原則，只對碳排放企業進行征稅，對非碳排放企業不進行征稅，因此在現實政策實施過程中重點碳排放行業和重點碳排放企業成為了政策的主要實施對象［32］?；诖?，設定碳排放門檻η，當企業（行業）碳排放ei大于門檻值η時，則確定該企業（行業）為重點污染企業（行業），反之則不是。因此，可以得到：

當l(i)=l(n)時，企業i和企業j同屬于特定的產業鏈生產階段。根據科斯定理，環境規制政策能夠有效降低外部性導致的市場失靈。當l(i)≠l(n)時，企業i和企業n則分屬于產業鏈不同生產階段。由于產業鏈生產分工過程中，生產成本和貿易成本具有向下游累積的性質，碳排放責任在產業鏈上向下游轉移，并對全產業鏈造成沖擊。這表明，單純以碳排放外部性為治理目標的碳稅政策可能并不能產生合意的治理效果［11］。

接下來考慮情形二。在情形二中，假定不對企業直接碳排放進行征稅，轉而對其貿易隱含碳進行征稅。這意味著，情形一中碳稅政策是以直接碳排放量作為計稅依據，而情形二中碳稅政策則是以間接碳排放量作為計稅依據?？紤]l(j)=i時，根據公式（8），可得單位要素成本的彈性系數為-θβj，由于表明βj與j正相關。這意味著，由于產業鏈各生產階段的貿易成本彈性系數存在差異，產業鏈下游生產階段的貿易成本彈性受產業鏈上游生產階段貿易成本彈性的影響，因此從產業鏈垂直分工而言，“雙碳”目標下的碳稅政策需要解決產業鏈上下游之間的碳排放成本的外部性。

4 數據來源與參數設定

接下來考慮如何建立理論模型和現實數據之間的映射關系。文章使用的投入產出表數據來源于中國碳核算數據庫（CEADS）發布的2017年中國多區域投入產出表，該投入產出表涵蓋了中國31個省份（限于數據可得性，該研究數據暫僅覆蓋31省份，不包括臺灣、香港和澳門地區）和42個行業，是文章研究中國產業鏈關聯的核心數據。其他數據來源于中國31個省份的統計年鑒。考慮到文章研究視角聚焦于中國制造業產業鏈，在實際的數值分析中，從投入產出表的42個行業中篩選17個制造業行業作為研究對象，17個制造業行業分別為：食品和煙草，紡織品，紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品，木材加工品和家具，造紙印刷和文教體育用品，石油、煉焦產品和核燃料加工品，化學產品，非金屬礦物制品，金屬冶煉和壓延加工品，金屬制品，通用設備，專用設備，交通運輸設備，電氣機械和器材，通信設備、計算機和其他電子設備，儀器儀表和其他制造業。

在進行數值模擬分析之前，需要對中國省級制造業產業鏈的關鍵參數進行設定。在該研究背景下，所涉及的參數包括：各省的技術水平參數、技術水平差異參數、冰山貿易成本參數、勞動產出彈性參數。

關于技術水平參數和勞動產出彈性參數的估計。文章使用索羅余值法對31個省份的技術水平參數和勞動產出彈性參數進行估計，所需數據包括31個省份的實際GDP、資本存量和勞動投入。

關于冰山貿易成本參數的估計。Head等［33］認為，既然冰山貿易成本反映的是區域間貿易成本對于區域間貿易活動的影響，因此可以嘗試使用區域間雙邊貿易的最終產品份額來倒推雙邊冰山貿易成本。表1顯示了中國多區域投入產出表的簡要數據結構：在表1中，左邊矩陣表示各省的雙邊中間產品貿易Hin，右邊矩陣表示最終產品使用Fin。其中，行表示一個地區產出用于投入中間品使用或者最終產品使用，因此通過橫向加總可以得到：Yi=∑Hin+∑Fin；列表示各地區從其他地區購買中間產品和投入勞動要素進行生產，通過縱向加總可以得到：Yi=∑Hin+wnLn。定義地區i購買的中間產品總額中歸屬于地區n的中間產品的比例為，定義地區i購買的最終產品總額中來自地區n的最終產品的比例為據此，設定地區i和地區n的雙邊冰山貿易成本為關于技術水平差異參數的估計，文章參照Eaton等［15］、Burstein等［34］、Parro［35］、Simonovska等［36］等的研究，設定技術水平差異參數θ=5。

表1 投入產出表的簡要數據結構

5 數值分析

基于理論模型求解和模型參數設定，接下來進行數值分析。數值分析過程主要分為三個步驟：①基于投入產出表計算省份i在產業鏈分工階段j的嵌入概率Pr(l(j)=i)；②基于產業鏈分工概率Pr(l(j)=i)計算中國制造業產業鏈PR值；③通過碳稅政策反事實分析，對“雙碳”目標下中國制造業產業鏈韌性的作用機制進行量化研究。

5.1 中國制造業產業鏈競爭的基準情形

圖2為基準情形下中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣圖。根據2017年中國多區域投入產出表，可以計算出中國31個省份17個制造業的產業鏈嵌入概率矩陣（據此計算中國制造業產業鏈嵌入概率為527×527矩陣，行和列均依次按照31個省份的17個制造業行業排列。）。圖2中的點表示中國制造業的產業鏈嵌入概率，產業鏈嵌入概率值越大則在圖中以更大的點密度表示。圖2結果表明：①中國制造業的產業鏈呈現顯著的本地關聯屬性。在圖2中有一條沿45°線分布的點集，說明中國31個省份的產業鏈布局多以本地化關聯為主，這也印證了前文的理論，即產業鏈關聯對于貿易成本是敏感的。②中國制造業的產業鏈呈現多區域引領的協同發展屬性。圖2中有多條橫向分布的帶狀點集，顯示北京、上海、河南、廣東、江蘇等省份的產業鏈具有全國性的競爭優勢。

圖2 中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣

圖3顯示了中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣的列剖面圖和行剖面圖。為剔除中國制造業產業鏈的強本地關聯屬性，在中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣中剔除45°對角線元素以研究嵌入概率的區域-行業分布特征。圖3中嵌入概率矩陣列剖面圖的橫坐標對應圖2中的縱坐標，而嵌入概率矩陣行剖面圖的橫坐標對應圖2中的橫坐標，均依次按照31個省份的17個制造業行業排列。根據圖3的結果，研究發現：嵌入概率矩陣的行剖面和列剖面呈現較大的統計差異，其中列剖面均值0.37，列剖面標準差0.19，而行剖面均值0.11，行剖面標準差0.13。結果表明中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣存在區域-行業層面的屬性差異，此外對比嵌入概率矩陣的行剖面和列剖面的統計差異，由于列剖面代表產業鏈的后向關聯特征，行剖面表示產業鏈的前向關聯特征，因此可以判斷在國內制造業產業鏈范圍內，中國制造業中間產品產業鏈關聯具有較強的前向關聯特征。

圖3 中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣剖面

接下來基于產業鏈嵌入概率Pr(l(j)=i)，計算中國制造業產業鏈PR值。產業鏈網絡PR算法取決于兩個關鍵信息，即產業鏈網絡節點特征信息和產業鏈結構關聯信息。這里定義每一個產業鏈關聯關系為一次“搜索”，并且根據該產業鏈關聯關系的概率對每一次“搜索”進行賦權，根據PR算法可以對中國制造業產業鏈網絡進行降維排序。圖4和表2分別從行業層面和區域層面顯示了根據PR算法對中國制造業產業鏈網絡進行降維排序后的結果。根據圖4行業層面中國制造業產業鏈PR值結果，在17個制造業行業中，PR值排名靠前的行業分別為：通用設備、交通運輸設備、專用設備、造紙印刷文教體育用品和紡織品。這意味著，這些行業在中國制造業產業鏈分工網絡中，對要素資源的控制和獲取程度較高，并且扮演著網絡分工的樞紐角色［16］。與此同時，PR值排名靠后的行業分別為：石油、煉焦產品和核燃料加工品，木材加工品和家具，金屬制品，通信設備、計算機和其他電子設備，儀器儀表。

圖4 行業層面中國制造業產業鏈PR值

表2顯示了中國制造業產業鏈PR值。數據結果表明：中國制造業產業鏈PR值呈現顯著的區域差異特征。從數值統計特征而言，各個省市之間的PR值存在較大的差異，其中第1名廣東的PR值為0.41，而第31名甘肅的PR值為0.01，總體標準差為0.1。從數值排序而言，排名靠前的區域全部為東部地區和中部地區，且尤其以東部地區為主導，而排名靠后的區域則全部為西部地區。這意味著，中國制造業產業鏈網絡的中心度呈現顯著的階梯分布，即呈現出東部地區主導，中部和西部地區有層次地參與的區域產業鏈分工特征。

表2 中國制造業產業鏈PR值

5.2 拓展研究：反事實數值模擬

基于以上中國制造業產業鏈競爭的基準情形的研究結果，接下來本文將聚焦于“雙碳”目標背景下，中國推進碳稅政策對中國制造業產業鏈的影響。具體地，文章將從基于總值碳排放的碳稅政策情形和基于增加值碳排放的碳稅政策情形，通過反事實分析，對“雙碳”目標下中國制造業產業鏈韌性的作用機制進行量化測度研究。為了研究情形一和情形二條件下碳稅政策對中國制造業產業鏈參與的影響和中國制造業產業鏈韌性測度，本文設計以下方案展開反事實分析：①設定政策沖擊。從政策的行業覆蓋范圍和政策是否是基于增加值碳排放兩個方面設定政策沖擊。②計算政策沖擊影響。根據公式（12）—（15）所顯示的沖擊傳導路徑，計算政策沖擊如何通過影響產業鏈分工的要素利用成本和貿易綜合競爭優勢進而影響中國省級制造業產業鏈的嵌入概率。③計算政策沖擊下中國制造業產業鏈韌性?；谥袊圃鞓I產業鏈嵌入概率的變化，使用PR算法計算中國制造業產業鏈韌性，并對不同情形下的碳稅政策進行對比分析。

根據前文理論模型，情形一對應了基于總值碳排放的碳稅政策情形。該情形下的環境治理特征在于：①行業特定，選取高能耗、高碳排放行業作為碳稅政策實施范圍；②按總值碳排放原則實施碳稅政策，并設定碳稅稅率為5%。根據國家發展和改革委員會發改價格〔2020〕258號文件，明確高耗能行業范圍：石油、煤炭及其他燃料加工業，化學原料和化學制品制造業，非金屬礦物制品業，黑色金屬冶煉和壓延加工業，有色金屬冶煉和壓延加工業，電力熱力生產和供應業。參照該分類標準，本文確定如下高耗能行業：石油、煉焦產品和核燃料加工品，化學產品，非金屬礦物制品，金屬冶煉和壓延加工品，金屬制品。

圖5顯示了情形一條件下中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣的變化。圖5所顯示的內容一共由3個曲面圖形組成，從上到下依次為：政策沖擊后中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣、政策沖擊后中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣的變化量和政策沖擊前中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣。圖5的x軸和y軸分別代表中國31個省份，x軸和y軸組成的平面表示31×31的嵌入概率矩陣，嵌入概率的值由z軸表示?？傮w而言，無論是在碳稅政策沖擊前后，中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣依然保持沿對角線區域集中分布、非對角線區域離散分布的總體趨勢，表明中國制造業的產業鏈呈現顯著的本地關聯屬性，這與基準情形下的結論一致。對比而言，政策沖擊后中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣的總體波動性（標準差為0.11）大于政策沖擊前中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣的總體波動性（標準差為0.03）。表明，受到情形一條件下的碳稅政策沖擊時，中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣發生了比較顯著的波動。這意味著在此情形下，政策的擾動至少從兩個途徑對中國制造業產業鏈的波動造成影響：①產業鏈網絡分工對擾動的沖擊放大效應。根據前文理論模型，在產業鏈分工網絡中，貿易成本彈性與產業鏈分工階段負相關，這導致在產業鏈分工上游階段富有彈性，而在產業鏈分工下游階段缺乏彈性，最終導致貿易成本沿著產業鏈向下游累積［14］。因此，在基于總值碳核算框架下的碳稅政策會導致政策成本相應地沿產業鏈疊加，產生成本放大效應，使得政策沖擊后中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣產生了更大的波動性。②產業鏈網絡關聯對擾動的溢出傳導效應。圖5結果表明，中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣不僅存在縱向層面的波動，還存在水平方向的溢出，導致政策沖擊在行業和區域層面沿著產業鏈網絡關聯傳導。

圖5 中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣變化：情形一

接下來討論情形二條件下碳稅政策對中國制造業產業鏈參與的影響。與情形一條件下以地區（企業）的碳排放總值作為劃分是否征收碳稅依據不同，在情形二條件下，以地區（企業）的增加值碳排放作為政策實施對象。這導致在情形二中，碳稅政策的征稅范圍并不局限于高能耗、高污染行業，而可能通過產業鏈的上下游關聯擴展到所有行業，總體表現為基于產業鏈增加值關聯動態設定產業鏈上下游各個行業的碳稅計稅依據。相比于情形一，在情形二條件中需要關于中國制造業產業鏈增加值分解信息。對此，文章使用WWZ分解法［5］對2017年中國多區域投入產出表進行分解測度，得到中國制造業產業鏈增加值分解數據，在此基礎上進一步研究碳稅政策對中國制造業產業鏈韌性的影響。

圖6顯示了情形二條件下中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣變化。與圖5類似，圖6所顯示的內容一共由3個曲面圖形組成，從上到下依次為：政策沖擊后中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣、政策沖擊后中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣的變化量和政策沖擊前中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣。基于圖6的數據結果，研究發現：①在碳稅政策的影響下，情形二中的中國制造業產業鏈網絡也表現出波動性。對比政策沖擊前后中國省級制造業產業鏈嵌入概率矩陣的變化差異，在碳稅政策沖擊前其標準差為0.03，而在碳稅政策沖擊后其標準差為0.08。②對比圖5和圖6的結果，發現情形一和情形二條件下的碳稅政策沖擊效應也表現出一定的差異，即情形二條件下碳稅政策沖擊對中國制造業產業鏈造成的波動程度更?。ㄇ樾味l件下的標準差0.08小于情形一條件下的標準差0.11），表明情形二條件下中國制造業產業鏈網絡具有更強的政策韌性。③在情形一分析過程中，本文從產業鏈網絡分工對擾動的沖擊放大效應和產業鏈網絡關聯對擾動的溢出傳導效應兩個方面對中國制造業產業鏈網絡波動的形成機制進行解釋，而由于在情形二中，已經通過產業鏈增加值分解剔除了碳稅政策的政策成本沿產業鏈疊加的影響，因此圖6中中國制造業產業鏈波動反映了產業鏈網絡關聯對擾動的溢出傳導效應。

圖6 中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣變化：情形二

基于情形一和情形二條件下中國制造業產業鏈嵌入概率矩陣，接下來使用PR算法分別計算和對比分析“雙碳”政策沖擊下中國制造業產業鏈韌性（表3）。數據結果表明：總體而言，無論是情形一和情形二，在受到碳稅政策沖擊后，中國制造業產業鏈PR值的總體排序并沒有受到較大的擾動，大多數省份的PR值排名保持不變。對比而言，相較于情形一條件下中國制造業產業鏈PR值，情形二條件下中國制造業產業鏈PR值相對更小。

表3 中國制造業產業鏈PR值：情形一和情形二

相較于中國制造業產業鏈網絡PR的絕對值，文章更關注PR的相對值變化。由于計算中國制造業產業鏈PR值的過程中，PR值取決于產業鏈網絡節點特征信息和產業鏈結構關聯信息，而情形一和情形二兩類情形下的“雙碳”政策沖擊不僅會改變產業鏈網絡節點上的嵌入概率，也會改變整體產業鏈網絡的結構形態，因此中國制造業產業鏈網絡PR的相對值變化可以綜合展現產業鏈網絡節點和網絡結構兩個變化引起的產業鏈韌性的變化。圖7顯示了中國制造業產業鏈網絡PR值變化的數值分析結果，圖7上圖表示情形一的數值結果，下圖表示情形二的數值結果。研究結果表明：①受到碳稅政策沖擊，在兩類情形下，各個省份均受到不同程度的影響。②在情形一中，浙江、江蘇、廣東等東部省份在碳稅政策的沖擊影響下，其產業鏈嵌入水平得到了大幅度提升，可能原因在于基于總值碳排放的碳稅政策難以解決跨區域產業鏈的不對稱減排問題，導致區域之間的碳轉移發生［37-39］。這也意味著，部分地區的碳減排可能是以其他地區碳增加為代價的，從社會總體層面并沒有實現碳中和。③在情形二中，各個省份的PR值受到碳稅政策的沖擊影響相對較小，表明基于增加值核算的碳稅政策并未造成比較顯著的波動，在一定程度上解決了跨區域產業鏈的“碳泄漏”和“碳公平”問題。

圖7 中國制造業產業鏈網絡PR值變化

5.3 最優碳稅稅率

前文研究表明，相比于基于總值碳排放的碳稅政策，基于增加值碳排放的碳稅政策能夠更好解決制造業產業鏈層面的“碳泄漏”問題，降低碳稅政策對中國制造業產業鏈的沖擊，更好地兼顧碳減排和產業鏈發展雙重目標。在此基礎上，文章進一步思考，既然基于增加值碳排放的碳稅政策比基于總值碳排放的碳稅政策更優，那么在基于增加值碳排放的碳稅政策下，最優的碳稅稅率為多少？

圖8顯示了考慮碳稅政策稅率連續變化過程中，基于增加值碳排放的碳稅政策下的最優碳稅政策對中國制造業產業鏈網絡PR值變化的影響。圖8中，縱坐標為中國制造業產業鏈網絡PR值變化，橫坐標表示碳稅稅率在(0，0.25)區間變化。結果顯示：當中國制造業產業鏈網絡不受到外生技術沖擊時，產業鏈網絡PR值的變化也將不受到影響，即產業鏈網絡PR值的變化為零。當碳稅稅率變化處于(0，0.131)區間時，碳稅政策會對中國制造業產業鏈網絡PR值造成負向影響，并且在稅率等于0.073時碳稅政策對產業鏈網絡PR值的負向影響達到最大。其原因在于，當碳稅稅率變化處于(0，0.131)區間時，碳稅政策對高能耗、高污染行業集中的地區產生較大影響，降低了其在中國制造業產業鏈網絡中的參與。當碳稅稅率變化處于(0.131，0.25)區間時，碳稅政策會對中國制造業產業鏈網絡PR值造成正向影響，并且隨著碳稅稅率的進一步提升產業鏈網絡PR值的變化也持續提高，表明在模型經濟中存在一個最優的碳稅稅率0.131，使得碳稅政策對模型經濟的沖擊最小。

圖8 最優碳稅稅率：基于增加值碳排放的碳稅政策

6 結論和政策建議

6.1 研究結論

2021年國務院政府工作報告指出，實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局。這意味著在未來中長期范圍內，碳達峰和碳中和將是中國社會經濟發展過程中的重要內容。中國作為全球制造業大國，中國制造業產業鏈的發展對能源具有強依賴性。在“雙碳”目標背景下，中國制造業產業鏈發展將如何受到碳稅政策的影響，如何確保中國制造業產業鏈發展韌性，是當前亟須關注的問題。

文章基于多階段產業鏈（價值鏈）生產模型，拓展了多區域-多行業的產業鏈分工模型，在理論模型的一般均衡求解的基礎上，利用PR算法構建了產業鏈韌性測度框架。根據2017年中國多區域投入產出表，利用中國31個省份17個制造業行業的數據進行參數校準，基于產業鏈分工模型核算產業鏈嵌入概率顯示，中國制造業的產業鏈呈現顯著的本地關聯屬性，中國31個省份的產業鏈布局多以本地化關聯為主，表明產業鏈關聯對于貿易成本是敏感的。而進一步通過產業鏈總值核算法和產業鏈增加值核算法兩類情形下的碳稅政策進行反事實分析，發現：無論是基于產業鏈總值的碳稅政策，還是基于產業鏈增加值的碳稅政策，都會導致中國制造業產業鏈產生波動，但前者對中國制造業產業鏈波動的影響更大?；诋a業鏈總值的碳稅政策無法避免政策成本沿著產業鏈積累和跨區域產業鏈的不對稱減排問題，容易導致跨區域的碳轉移現象，而基于增加值核算的碳稅政策能夠克服跨區域跨行業的政策外部性問題，在一定程度上解決產業鏈的“碳泄漏”問題，有利于政策上實現“碳公平”。在基于增加值碳排放的碳稅政策框架下，存在最優碳稅稅率使得碳稅政策對中國制造業產業鏈的沖擊最小。

6.2 政策建議

基于以上研究結論，提出以下政策建議：

完善“雙碳”目標下碳排放核算方案?；诋a業鏈總值核算的碳稅政策會導致碳責任的權責歸屬不清，對制造業產業鏈的參與產生較大影響。因此，應優化國民經濟統計核算框架，推進國民經濟統計范式由基于總值的統計核算法向基于增加值的統計核算法轉變，加快建立從中央到地方的投入產出統計體系、核算體系、監督體系和信息發布體系，建立統計部門碳核算、稅務部門碳稅和碳金融市場交易的碳數據共享機制，為碳稅政策的精準實施提供數據支撐。

探索“雙碳”政策背景下的全產業鏈系統治理方案。產業鏈網絡的跨區域和跨行業組織，使得傳統的基于區域層面和行業層面的產業政策可能無法真正有效解決全國聯動一盤棋的產業低碳轉型和碳中和目標的實現。在政策機制層面加快推進形成“鏈長制”為主要政策著力點的沿鏈治理方案，即從傳統以重點產業減碳、降碳為主要目的治理方式向維護產業鏈平穩運行和促進產業鏈整體型減碳降碳為主要目的治理方式轉變，以全產業鏈為抓手推進跨區域和跨行業的資源整合、風險共擔、利益共享。

探索“雙碳”目標下跨區域協同治理方案。由于中國各個地區產業發展、能源結構、發展基礎等方面存在較大差異性，有必要建立統籌的“雙碳”政策區域聯絡機制，加強對話與溝通，建立跨區域的統籌治理長效機制，基于區域發展基礎的差異，促進能源結構和產業發展之間優勢互補，增強中國制造業減碳、降碳的整體性和協同性。